CN111827517B

CN111827517B - 一种抗震钢结构

Info

Publication number: CN111827517B
Application number: CN202010759132.8A
Authority: CN
Inventors: 杜雷鸣; 肖华; 赵媛静; 吴静; 李卫文; 宋夏芸; 张洁; 李慧
Original assignee: Shanxi Engineering Vocational College
Current assignee: Shanxi Engineering Vocational College
Priority date: 2020-07-31
Filing date: 2020-07-31
Publication date: 2021-09-17
Anticipated expiration: 2040-07-31
Also published as: CN111827517A

Abstract

本发明涉及建筑领域，具体公开了一种抗震钢结构，包括若干钢板和若干连接单元，连接单元包括第一连接杆和若干弹簧，第一连接杆的两端上设有第一螺纹部，钢板上设有供第一连接杆的端部穿过的第一安装孔，且第一安装孔与第一螺纹部螺纹连接；第一连接杆的两端上均设有环状的第一凹槽，第一凹槽与第一连接杆同轴设置，若干弹簧竖直固定设置在第一凹槽处，弹簧可与第一安装孔的内壁相抵，弹簧的轴线与第一安装孔的轴线平行；两个第一凹槽位于两个第一螺纹部之间。本方案中，当钢板受到强震作用产生水平方向上的位移时，位于第一安装孔和第一凹槽内的弹簧受到径向的挤压，弹簧能对该摆动力进行缓冲，进而让抗震墙面具有良好的抗震效果。

Description

一种抗震钢结构

技术领域

本发明属于建筑领域，具体涉及一种抗震钢结构。

背景技术

在建筑领域，一般是将钢结构安装到建筑内，能对建筑结构进行加固，常规的钢结构在进行安装时，多采用螺栓连接或者焊接的方式进行连接，当建筑建造在地壳运动比较频繁的地区时，钢结构的螺栓连接或者焊接处会受到横向的摆动力，钢结构的螺栓连接或者焊接处容易开裂，直接影响钢结构的连接强度；同时影响整个建筑的抗震能力。

当地震强度较大时，建筑水平方向上的摆动较强，相应的钢结构的螺栓连接或者焊接处受到的摆动力也较大，当长期受到地震的影响时，钢结构的开裂处容易直接断裂，具有重大的安全隐患。

发明内容

本发明意在提供一种抗震钢结构，以解决钢结构的螺栓连接或者焊接处，在强震的作用下容易开裂的问题。

为了达到上述目的，本发明的基础方案如下：一种抗震钢结构，包括若干钢板和若干连接单元，连接单元包括第一连接杆和若干弹簧，第一连接杆的两端上设有第一螺纹部，钢板上设有供第一连接杆的端部穿过的第一安装孔，且第一安装孔与第一螺纹部螺纹连接；第一连接杆的两端上均设有环状的第一凹槽，第一凹槽与第一连接杆同轴设置，若干弹簧竖直固定设置在第一凹槽处，弹簧可与第一安装孔的内壁相抵，弹簧的轴线与第一安装孔的轴线平行；两个第一凹槽位于两个第一螺纹部之间。

基础方案的原理及其优点：在对抗震钢结构进行安装时，将两个钢板安装到第一连接杆的两端上，第一连接杆两端上的第一螺纹部分别旋转安装到钢板的第一安装孔内，实现第一螺纹部与第一安装孔的螺纹固定连接；当第一螺纹部安装到第一安装孔内后，第一凹槽内的弹簧也与第一安装孔的内壁相抵，完成两个钢板的拼装，然后将拼装后的抗震钢结构安装到墙体上形成抗震墙面。

在抗震墙面受到水平方向上的摆动力，此时抗震墙面会受到水平方向上的冲击力，此时第一连接杆能对若干钢板的连接处进行稳定的支撑，提升了钢板之间的支撑强度；此时钢板在摆动力的作用下，钢板产生水平方向上的位移，此时位于第一安装孔和第一凹槽内的弹簧受到径向的挤压，弹簧能对该摆动力进行缓冲，进而让抗震墙面具有良好的抗震效果。

进一步，连接单元还包括若干第二连接杆，第二连接杆的两端上设有第二螺纹部，钢板上设有供第二连接杆的端部穿过的第二安装孔，第二安装孔与第二螺纹部螺纹连接，第二连接杆的两端上均设有环状的第二凹槽，第二凹槽与第二连接杆同轴设置，两个第二凹槽位于两个第二螺纹部之间；若干弹簧竖直固定设置在第二凹槽处，弹簧可与第二安装孔的内壁相抵，弹簧的轴线与第二安装孔的轴线平行；第二连接杆的中部与第一连接杆的中部固定连接，且第二连接杆的轴线与第一连接杆的轴线相交。

通过上述设置，在将钢板安装到第二连接杆上时，第二连接杆两端上的第二螺纹部旋入到钢板的第二安装孔内，第二凹槽内的弹簧也同步嵌入到第二安装孔内，进而将两个钢板安装到第二连接杆的两端上，通过第一连接杆与第二连接杆交叉设置，使得单个连接单元上能够安装四个钢板，能够从横向和纵向上在连接单元上安装钢板，让钢板成片拼合在一起；同时当抗震钢结构在使用时，第二连接杆能进一步对钢板进行支撑，第二凹槽和第二安装孔内的弹簧也能对钢板受到的冲击力进行进一步的缓冲。

进一步，第二连接杆的轴线与第一连接杆的轴线垂直，且第二连接杆的长度与第一连接杆的长度一致。

通过上述设置，第一连接杆和第二连接杆的长度一致，且第二连接杆的轴线与第一连接杆的轴线垂直，在进行对整个连接单元进行包装时，连接单元长度方向的长度与宽度方向的长度一致，便于减小包装运输；同时通过第一连接杆和第二连接杆之间的垂直设置，也便于将四个钢板安装到第一连接杆和第二连接杆上。

进一步，第一连接杆的轴线和第二连接杆的轴线之间的夹角为直角，第一凹槽与第二凹槽沿该直角的角平分线对称设置，第一螺纹部与第二螺纹部沿该直角的角平分线对称设置。

通过上述设置，第一连接杆和第二连接杆上的第一凹槽与第二凹槽的结构一致，同时第一连接杆和第二连接杆上的第一凹槽与第二凹槽的结构一致，使得第一钢板上的第一安装孔和第二安装孔一致，使得第一安装孔可与第二螺纹部配合，第二安装孔也可与第一螺纹部配合，能够增强钢板安装到连接单元上时的互换性，也便于将钢板安装到第一连接杆和第二连接杆上。

进一步，弹簧的一端与第一凹槽和第二凹槽靠近第一连接杆与第二连接杆的连接处的一侧固定连接；弹簧的另一端与第一凹槽和第二凹槽远离第一连接杆与第二连接杆的连接处的一侧固定连接。

通过上述设置，当弹簧在第一连接杆和第二连接杆的带动下进入到第一安装孔和第二安装孔内时，弹簧的一部分位于第一凹槽和第二凹槽外，使得弹簧与第一安装孔和第二安装孔的内壁相抵，当钢板在受到水平方向上的摆动力时，第一安装孔和第二安装孔的内壁与弹簧充分相抵，使得弹簧能够充分对钢板进行缓冲。

进一步，钢板呈正方形状，第一安装孔设置在钢板其中两个相邻的直角上，且第一安装孔的轴线与钢板对角线共线；第二安装孔设置在钢板另外两个相邻的直角上，第二安装孔的轴线与钢板对角线共线。

通过上述设置，钢板的四个直角处均可与第一连接杆或第二连接杆连接，当四个钢板均安装到第一连接杆和第二连接杆上后，可将四个钢板转动至同一竖直平面上，便于将相邻钢板的侧面连接在一起。

进一步，相邻的两个钢板的侧面相互贴合，钢板与钢板的贴合处焊接。

通过上述设置，当四个钢板安装到连接单元上以后，相邻两个钢板的侧面贴合在一起，此时通过焊接的方式将两个钢板相邻的侧面焊接在一起，能够实现对各个钢板的固定连接，提升了整个抗震钢结构的连接强度。

进一步，第一凹槽与第二凹槽内均安装有四个弹簧，且四个弹簧均匀设置在第一凹槽与第二凹槽的圆周上。

通过上述设置，当钢板水平方向上的摆动力冲击到钢板上时，由于四个弹簧均匀设置在第一凹槽与第二凹槽的圆周上，使得该摆动力能够有效的传递至弹簧上，实现对摆动力的缓冲。

进一步，第一连接杆包括第一连接部、第一转动部和第二连接部，其中一个第一凹槽和第一螺纹部设置在第一连接部上，另一个第一凹槽和第一螺纹部设置在第二连接部上，第一转动部的一端与第一连接部远离第一螺纹部的一端转动连接；第一转动部的另一端与第二连接部远离第一螺纹部的一端转动连接。

通过上述设置，进行抗震钢结构的组装时，转动第一连接部和第二连接部，此时第一转动部和钢板均相对第一连接部和第二连接部处于静止状态，便于将第一连接部和第二连接部的端部安装到钢板的第一安装孔内，让钢板与连接单元的安装更方便快速。

进一步，第二连接杆包括第三连接部、第二转动部和第四连接部，其中一个第二凹槽和第二螺纹部设置在第三连接部上，另一个第二凹槽和第二螺纹部设置在第四连接部上，第二转动部的一端与第三连接部远离第二螺纹部的一端转动连接；第二转动部的另一端与第四连接部远离第二螺纹部的一端转动连接；第二转动部的中部与第一转动部的中部固定连接，第二转动部的轴线与第一转动部的轴线相交并且垂直。

通过上述这种，在将钢板安装到第三连接部和第四连接部上时，第二转动部和钢板均相对第三连接部和第四连接部保持静止状态，便于将第三连接部和第四连接部的端部安装到钢板的第二安装孔内，让钢板与连接单元的安装更加方便快速。

附图说明

图1为本发明实施例1中一种抗震钢结构主视方向的结构示意图；

图2为图1中连接单元的放大图；

图3为本发明实施例2一种抗震钢结构中连接单元的结构示意图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式进一步详细的说明：

说明书附图中的附图标记包括：第一连接杆10、第一螺纹部101、第一凹槽102、第一连接部103、第一转动部104、第二连接部105、第二连接杆20、第二螺纹部201、第二凹槽202、第三连接部203、第二转动部204、第四连接部205、弹簧30、钢板40、第一安装孔401、第二安装孔402。

实施例1

实施例1基本如附图1和附图2所示：一种抗震钢结构，包括若干钢板40和若干连接单元，钢板40呈正方形状。

如图1和图2所示，连接单元包括第一连接杆10、第二连接杆20和若干弹簧30，第一连接杆10竖直设置，第一连接杆10的上下两端上设有第一螺纹部101，钢板40上设有供第一连接杆10的端部穿过的第一安装孔401，且第一安装孔401与第一螺纹部101螺纹连接；第一连接杆10的上下两端上均设有环状的第一凹槽102，第一凹槽102与第一连接杆10同轴设置；两个第一凹槽102位于两个第一螺纹部101之间；第二连接杆20的左右两端上设有第二螺纹部201，钢板40上设有供第二连接杆20的端部穿过的第二安装孔402，第二安装孔402与第二螺纹部201螺纹连接，第二连接杆20的左右两端上均设有环状的第二凹槽202，第二凹槽202与第二连接杆20同轴设置，两个第二凹槽202位于两个第二螺纹部201之间。

如图1和图2所示，弹簧30竖直焊接在第一凹槽102处，弹簧30的轴线与第一安装孔401的轴线平行；弹簧30水平焊接在第二凹槽202处，弹簧30的轴线与第二安装孔402的轴线平行；同时第一凹槽102与第二凹槽202内均安装有四个弹簧30，四个弹簧30均匀设置在第一凹槽102与第二凹槽202的圆周上，弹簧30与第一凹槽102和第二凹槽202的内壁焊接；第一凹槽102和第二凹槽202纵截面的厚度大于弹簧30的最大外径，使得弹簧30可与第一安装孔401的内壁相抵，弹簧30可与第二安装孔402的内壁相抵。

如图1和图2所示，第二连接杆20的长度与第一连接杆10的长度一致，第二连接杆20的中部与第一连接杆10的中部焊接，且第二连接杆20的轴线与第一连接杆10的轴线相交并且垂直；同时第一连接杆10的轴线和第二连接杆20的轴线之间的夹角为直角，第一凹槽102与第二凹槽202沿该直角的角平分线对称设置，第一螺纹部101与第二螺纹部201沿该直角的角平分线对称设置。

如图1所示，第一安装孔401设置在钢板40其中两个相邻的直角上，且第一安装孔401的轴线与钢板40对角线共线；第二安装孔402设置在钢板40另外两个相邻的直角上，第二安装孔402的轴线与钢板40对角线共线。

本实施例中的一种抗震钢结构在安装时，准备若干钢板40和连接单元，第一连接杆10的两端分别与两个钢板40连接，第一连接杆10上下端的两个第一螺纹部101旋入到相应两个钢板40的第一安装孔401内，当第一螺纹部101完全旋入到第一安装孔401内时，第一连接杆10上的第一凹槽102与第一安装孔401的内壁相对，此时第一凹槽102内的弹簧30也同步嵌入到第一安装孔401内，进而将两个钢板40安装到第一连接杆10的两端上；与此同时，将另外两个钢板40安装到第二连接杆20的两端上，第二连接杆20上的两个第二螺纹部201旋入到相应两个钢板40的第二安装孔402内，使得第二凹槽202内的弹簧30也同步嵌入到第二安装孔402内，进而将两个钢板40安装到第二连接杆20的两端上；此时位于同一连接单元上的四个钢板40位于同一竖直平面上，此时相邻的两个钢板40的侧面相互贴合，两个钢板40相邻贴合的侧面进行焊接；然后再次将其他的钢板40和连接单元以相同的方式拼合安装到一起，使得若干钢板40和连接单元组装成抗震墙面；钢板40和连接单元的安装方便，且让钢板40和连接单元之间的连接强度明显提高。

当抗震墙面受到地震的影响时，抗震墙面受到水平方向上的摆动力，此时抗震墙面会受到水平方向上的冲击力，此时第一连接杆10和第二连接杆20能对若干钢板40的连接处进行稳定的支撑，提升了钢板40之间的支撑强度；当冲击力作用到钢板40上时，钢板40会产生水平方向上的位移，此时钢板40与第一连接杆10或第二连接杆20相抵，此时第一安装孔401、第二安装孔402、第一凹槽102和第二凹槽202内的弹簧30被挤压，弹簧30能对该摆动力进行缓冲，进而让抗震墙面具有良好的抗震效果。

实施例2

实施例2与实施例1的不同之处在于，实施例2基本如附图3所示，第一连接杆10包括由上至下依次连接的第一连接部103、第一转动部104和第二连接部105，其中一个第一凹槽102和第一螺纹部101设置在第一连接部103的上端上，另一个第一凹槽102和第一螺纹部101设置在第二连接部105的下端上；第一转动部104的上下端端面上均设有第一滑槽，第一连接部103的下端上设有可嵌入第一滑槽的第一凸缘，且第一凸缘与第一滑槽的内壁滑动接触；第二连接部105的上端上设有可嵌入第一滑槽的第二凸缘，且第二凸缘与第一滑槽的内壁滑动接触。

如图3所示，第二连接杆20包括从左至右依次连接的第三连接部203、第二转动部204和第四连接部205，其中一个第二凹槽202和第二螺纹部201设置在第三连接部203的左端上，另一个第二凹槽202和第二螺纹部201设置在第四连接部205的右端上，第二转动部204的一端与第三连接部203远离第二螺纹部201的一端转动连接；第二转动部204的左右端端面上均设有第二滑槽，第三连接部203的右端上设有可嵌入第二滑槽的第三凸缘，且第三凸缘与第二滑槽的内壁滑动接触；第四连接部205的左端上设有可嵌入第二滑槽的第四凸缘，且第四凸缘与第二滑槽的内壁滑动接触。

此外，第二转动部204的中部与第一转动部104的中部固定连接，第二转动部204的轴线与第一转动部104的轴线相交并且垂直。

本实施例中的一种抗震钢结构在使用时与实施例1相比有如下不同之处，在进行抗震钢结构的组装时，转动第一连接部103、第二连接部105、第三连接部203和第四连接部205，即可将四个钢板40分别安装到第一连接部103、第二连接部105、第三连接部203和第四连接部205上，此时第一转动部104、第二转动部204和钢板40均相对静止，让钢板40的安装更加方便简单，然后将两个钢板40相邻贴合的侧面进行焊接，实现对抗震钢结构的快速安装。

Claims

1.一种抗震钢结构，包括若干钢板和若干连接单元，其特征在于，所述连接单元包括第一连接杆和若干弹簧，第一连接杆的两端上设有第一螺纹部，所述钢板上设有供第一连接杆的端部穿过的第一安装孔，且第一安装孔与第一螺纹部螺纹连接；所述第一连接杆的两端上均设有环状的第一凹槽，第一凹槽与第一连接杆同轴设置，若干弹簧竖直固定设置在第一凹槽处，弹簧可与第一安装孔的内壁相抵，弹簧的轴线与第一安装孔的轴线平行；两个所述第一凹槽位于两个第一螺纹部之间；所述第一连接杆包括第一连接部、第一转动部和第二连接部，其中一个第一凹槽和第一螺纹部设置在第一连接部上，另一个第一凹槽和第一螺纹部设置在第二连接部上，第一转动部的一端与第一连接部远离第一螺纹部的一端转动连接；第一转动部的另一端与第二连接部远离第一螺纹部的一端转动连接；连接单元还包括若干第二连接杆，所述第二连接杆的两端上设有第二螺纹部，所述钢板上设有供第二连接杆的端部穿过的第二安装孔，第二安装孔与第二螺纹部螺纹连接，所述第二连接杆的两端上均设有环状的第二凹槽，第二凹槽与第二连接杆同轴设置，两个第二凹槽位于两个第二螺纹部之间；若干弹簧竖直固定设置在第二凹槽处，弹簧可与第二安装孔的内壁相抵，弹簧的轴线与第二安装孔的轴线平行；所述第二连接杆的中部与第一连接杆的中部固定连接，且第二连接杆的轴线与第一连接杆的轴线相交；所述第二连接杆包括第三连接部、第二转动部和第四连接部，其中一个第二凹槽和第二螺纹部设置在第三连接部上，另一个第二凹槽和第二螺纹部设置在第四连接部上，第二转动部的一端与第三连接部远离第二螺纹部的一端转动连接；第二转动部的另一端与第四连接部远离第二螺纹部的一端转动连接；第二转动部的中部与第一转动部的中部固定连接，第二转动部的轴线与第一转动部的轴线相交并且垂直。

2.根据权利要求1所述的一种抗震钢结构，其特征在于，所述第二连接杆的轴线与第一连接杆的轴线垂直，且第二连接杆的长度与第一连接杆的长度一致。

3.根据权利要求2所述的一种抗震钢结构，其特征在于，所述第一连接杆的轴线和第二连接杆的轴线之间的夹角为直角，所述第一凹槽与第二凹槽沿该直角的角平分线对称设置，第一螺纹部与第二螺纹部沿该直角的角平分线对称设置。

4.根据权利要求3所述的一种抗震钢结构，其特征在于，所述弹簧的一端与第一凹槽和第二凹槽靠近第一连接杆与第二连接杆的连接处的一侧固定连接；所述弹簧的另一端与第一凹槽和第二凹槽远离第一连接杆与第二连接杆的连接处的一侧固定连接。

5.根据权利要求4所述的一种抗震钢结构，其特征在于，所述钢板呈正方形状，第一安装孔设置在钢板其中两个相邻的直角上，且第一安装孔的轴线与钢板对角线共线；第二安装孔设置在钢板另外两个相邻的直角上，第二安装孔的轴线与钢板对角线共线。

6.根据权利要求5所述的一种抗震钢结构，其特征在于，相邻的两个所述钢板的侧面相互贴合，所述钢板与钢板的贴合处焊接。

7.根据权利要求6所述的一种抗震钢结构，其特征在于，所述第一凹槽与第二凹槽内均安装有四个弹簧，且四个弹簧均匀设置在第一凹槽与第二凹槽的圆周上。